本文關鍵詞：基于FPGA的目標識別與跟蹤系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著視頻圖像處理技術的進步,越來越多的人把精力投入到嵌入式處理運動目標檢測與跟蹤的研究領域中。集成電路的發(fā)展以及制造工藝的提高,使得FPGA處理視頻圖像的性能得到了極大的提高,基于FPGA處理速度快,并行處理等特點,使得利用FPGA作為處理器對移動目標實現(xiàn)快速、準確、有效的檢測有著非常重要的價值和意義。由于系統(tǒng)的成本低,后續(xù)設計更加靈活,更易于維護和升級的特點,比傳統(tǒng)的基于PC機的視頻監(jiān)控系統(tǒng)有著明顯的優(yōu)勢。所以,基于FPGA的目標檢測與跟蹤具有極高的研究價值。本文以FPGA為硬件平臺,研究運動目標的識別與跟蹤。通過對當前運動目標識別與跟蹤系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀總結,實現(xiàn)基于FPGA的運動目標識別與跟蹤的運動目標檢測算法和運動目標跟蹤算法的兩個核心算法。光流法、背景差分法、幀間差分法是平時常用的檢測算法。接著對目標檢測跟蹤方法進行分析,經(jīng)過分析比較,決定采用基于背景差分檢測的模板匹配跟蹤算法。根據(jù)系統(tǒng)要求,本論文由以下模塊構成:TRDB-D5M的視頻圖像采集模塊、SDRAM控制器模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、圖像處理模塊、VGA視頻控制輸出模塊、PLL時鐘鎖相環(huán)模塊等。本系統(tǒng)采用DE2-115開發(fā)板,可以很好的完成視頻圖像的處理,對系統(tǒng)的各個模塊進行具體設計。在FPGA硬件開發(fā)平臺上進行視頻圖像的采集、運動目標的檢測跟蹤及顯示的設計研究。利用QuartusII、Modelsim等EDA工具,在DE2-115開發(fā)板上對各模塊的電路設計進行了代碼設計、時序仿真和綜合驗證。本系統(tǒng)是在靜態(tài)背景下,對運動目標的跟蹤。通過各個模塊的綜合,實現(xiàn)了靜態(tài)背景下目標的跟蹤,具有廣泛的應用前景。
【關鍵詞】：FPGA 運動目標檢測 DE2-115 SAD匹配跟蹤
【學位授予單位】：長春工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-10
• 1.1 課題背景及選題意義7-8
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀8-9
• 1.3 本論文研究內容及結構安排9-10
• 第二章 基于FPGA的運動目標的跟蹤系統(tǒng)設計10-32
• 2.1 系統(tǒng)的總體方案10-11
• 2.2 硬件開發(fā)平臺11-13
• 2.2.1 DE2-115平臺簡介11-12
• 2.2.2 TRDB-D5M簡介12-13
• 2.3 視頻圖像采集模塊13-19
• 2.3.1 I~2C配置模塊14-16
• 2.3.2 色彩空間轉換16-19
• 2.4 數(shù)據(jù)緩存模塊19-28
• 2.4.1 SDRAM工作原理20-21
• 2.4.2 SDRAM控制器模塊設計21-28
• 2.5 VGA控制器模塊28-30
• 2.5.1 VGA時序28-29
• 2.5.2 VGA控制器模塊設計29-30
• 2.6 硬件平臺30-32
• 第三章 運動目標檢測及跟蹤算法分析32-43
• 3.1 運動目標檢測算法分析32-35
• 3.1.1 光流法32-33
• 3.1.2 背景差分法33-34
• 3.1.3 幀間差分法34-35
• 3.2 運動檢測預處理35-37
• 3.2.1 視頻圖像的灰度化35
• 3.2.2 視頻圖像的二值化35-36
• 3.2.3 圖像的去噪36
• 3.2.4 數(shù)學形態(tài)學處理36
• 3.2.5 Sobel邊緣檢測算法36-37
• 3.3 運動目標跟蹤算法分析37-43
• 3.3.1 運動目標跟蹤算法分析37-39
• 3.3.2 基于模板匹配跟蹤算法的設計39-40
• 3.3.3 模板圖像更新方法40-41
• 3.3.4 基于檢測的SAD匹配跟蹤算法流程41-43
• 第四章 跟蹤算法的FPGA實現(xiàn)43-55
• 4.1 運動目標檢測的FPGA實現(xiàn)43-44
• 4.2 背景差分模塊44-45
• 4.3 形態(tài)學處理模塊45-47
• 4.4 邊緣檢測算法模塊47-49
• 4.5 SAD匹配跟蹤算法的FPGA實現(xiàn)49-53
• 4.5.1 模板窗口生成模塊50-51
• 4.5.2 SAD運算模塊51-52
• 4.5.3 最佳匹配點查找模塊52-53
• 4.6 實驗結果及分析53-55
• 第五章 總結與展望55-56
• 5.1 總結55
• 5.2 展望55-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-60
• 作者簡介60
• 攻讀碩士學位期間研究成果60

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;圖像、聲音的抓取與轉換[J];天津科技;2000年06期

2 唐冰,周美玉;基于視頻圖像的既有線路地理信息系統(tǒng)[J];鐵路計算機應用;2001年11期

3 王穎,張小虎,王建軍,黎東新,王景國,于起峰;視頻圖像記錄判讀系統(tǒng)[J];光學技術;2003年02期

4 吳瓊;淺談數(shù)字制作環(huán)境下的視頻圖像質量的提高[J];現(xiàn)代電視技術;2003年05期

5 劉文波;定位視頻圖像的幾種信號[J];內蒙古科技與經(jīng)濟;2004年23期

6 朱磊,夏雨人;視頻圖像抖動消除技術的研究與實現(xiàn)[J];微型電腦應用;2004年12期

7 朱磊,夏雨人;視頻圖像抖動消除技術的研究與實現(xiàn)[J];計算機工程;2004年S1期

8 趙鳳芝,包鋒;基于視頻圖像的終點裁判系統(tǒng)的設計與研究[J];計算機系統(tǒng)應用;2005年10期

9 陳福;馬莉;周樹杰;林小竹;;基于嵌入式系統(tǒng)的視頻圖像捕獲研究與實現(xiàn)[J];微計算機信息;2005年25期

10 曾志廉;;基于數(shù)字專利的視頻圖像交易方案[J];科技資訊;2007年13期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭鋼;;體育運動視頻圖像實時分析系統(tǒng)初步構建[A];第九屆全國體育科學大會論文摘要匯編(2)[C];2011年

2 郝光遠;魏崇健;張建廷;;血管造影視頻圖像的數(shù)字化處理[A];2009中華醫(yī)學會影像技術分會第十七次全國學術大會論文集[C];2009年

3 孟兵林;張淞華;陳長庚;;視頻圖像技術在武術項目技術分析中的應用[A];第十一屆全國運動生物力學學術交流大會論文匯編（摘要）[C];2006年

4 嚴圣華;羅兵;;一種視頻圖像退化幀的恢復新法[A];計算機技術與應用進展——全國第17屆計算機科學與技術應用（CACIS）學術會議論文集（上冊）[C];2006年

5 吳鋒;成奇名;周玉彬;潘瑋;劉娟;張信民;俞夢孫;;基于視頻圖像提取肌電生物反饋儀放松反饋信號的設計及實現(xiàn)[A];自主創(chuàng)新與持續(xù)增長第十一屆中國科協(xié)年會論文集（3）[C];2009年

6 胡芊;楊正球;;基于去噪聲的視頻圖像中的字幕提取[A];2007北京地區(qū)高校研究生學術交流會通信與信息技術會議論文集（上冊）[C];2008年

7 劉永信;魏平;侯朝楨;;視頻圖像中運動目標檢測的快速方法[A];第三次全國會員代表大會暨學術會議論文集[C];2002年

8 陳媛媛;付繼華;王中宇;;基于ARM嵌入式系統(tǒng)的視頻圖像采集與顯示[A];2007'中國儀器儀表與測控技術交流大會論文集（二）[C];2007年

9 李宇成;王目樹;陰亮;賈雁;;基于視頻圖像的車輛外形參數(shù)測量[A];中國計量協(xié)會冶金分會2008年會論文集[C];2008年

10 李宇成;王目樹;陰亮;賈雁;;基于視頻圖像的車輛外形參數(shù)測量[A];2008全國第十三屆自動化應用技術學術交流會論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐向軍邋王軼星;視頻圖像清晰流暢 檢驗監(jiān)管效率倍增[N];中國國門時報;2007年

2 ;大同市公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)管理辦法[N];大同日報;2008年

3 ;長沙市公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)管理辦法[N];長沙晚報;2011年

4 湖南 雙龍一劍;截取視頻圖像兩法[N];電腦報;2002年

5 本報記者 劉新暉 特約記者 應春明 通訊員 鐘水容 石振軍;打造“天眼”工程 構建平安韶關[N];韶關日報;2009年

6 山東省安丘市景藝耀華中學 裴玉蘭;“空手巧抓視頻圖像”更通用的技巧[N];中國電腦教育報;2005年

7 張慧;我市將大力建設公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)[N];太原日報;2011年

8 ;吉林省公共安全視頻圖像信息系統(tǒng)管理辦法[N];吉林日報;2012年

9 記者 顏家文 實習生 苑曉陽 通訊員 袁志明;“天網(wǎng)”：人過留面車過留牌[N];長沙晚報;2012年

10 喬新生;查閱公共場所的視頻圖像應該有法可依[N];法制日報;2013年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 李巖山;基于局部不變特征的交通異常視頻圖像檢測的關鍵技術研究[D];華南理工大學;2015年

2 王健;視頻圖像抗暈光研究[D];西安理工大學;2009年

3 苑廷剛;運動視頻圖像多重處理技術系統(tǒng)在田徑科研領域中的應用和創(chuàng)新[D];北京體育大學;2011年

4 黃儒樂;基于視頻圖像的林火煙霧識別方法的研究[D];北京林業(yè)大學;2012年

5 田鵬輝;視頻圖像中運動目標檢測與跟蹤方法研究[D];長安大學;2013年

6 譚洪濤;視頻圖像降噪關鍵技術研究[D];重慶大學;2010年

7 陳炳權;車載視頻圖像處理算法的優(yōu)化與融合研究[D];湖南大學;2014年

8 侯杰;基于視頻圖像的高大空間建筑火災探測研究[D];清華大學;2010年

9 李琦;面向行人群信息提取的視頻圖像目標跟蹤算法研究[D];北京交通大學;2013年

10 張世樂;視頻圖像語義信息提取研究[D];復旦大學;2009年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王艷玲;視頻圖像中的運動目標檢測與跟蹤算法研究[D];河北師范大學;2015年

2 杭誼青;基于CUDA的高分辨率視頻圖像幀間配準與目標定位快速實現(xiàn)[D];南京航空航天大學;2015年

3 伍賽;運動視頻去模糊技術的研究與實現(xiàn)[D];復旦大學;2014年

4 董春雨;基于視頻圖像的多車牌識別技術研究[D];長安大學;2015年

5 羅濤;基于注意機制的災害視頻圖像識別方法研究[D];華南理工大學;2015年

6 馬俊;基于FPGA的實時圖像采集與預處理系統(tǒng)研究[D];西南交通大學;2015年

7 郭程義;Camshift和Kalman濾波算法在視頻圖像跟蹤中的應用研究[D];鄭州大學;2015年

8 徐旎林;基于視頻圖像的糧食輸送裝置自動監(jiān)測技術研究[D];南京理工大學;2015年

9 胡婷;H.264視頻流錯誤隱藏方案研究[D];江西理工大學;2015年

10 侯保衛(wèi);監(jiān)控視頻圖像中特走人物檢索與跟蹤系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D];中央民族大學;2015年

  本文關鍵詞：基于FPGA的目標識別與跟蹤系統(tǒng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：471134